JPH02170590A - Light storing ring - Google Patents

Light storing ring

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JPH02170590A
JPH02170590A JP32371688A JP32371688A JPH02170590A JP H02170590 A JPH02170590 A JP H02170590A JP 32371688 A JP32371688 A JP 32371688A JP 32371688 A JP32371688 A JP 32371688A JP H02170590 A JPH02170590 A JP H02170590A
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light
synchrotron radiation
storage ring
laser oscillation
diffraction grating
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Abstract

PURPOSE:To enable the enhancement of light rays of specified wavelength by a method wherein a stored synchrotron radiation and orbiting charged particles are made to interact under a special condition to enable a laser oscillation to start. CONSTITUTION:The radiuses of curvature of a reflective mirror 2 and an electron orbit 1 are set to specified values respectively to enable a laser oscillation to start taking advantage of a synchrotron radiation(SOR) stored in a light storing ring and an electron beam, and a diffraction grating 8 is provided to a part of the reflective mirror 2 to start a laser oscillation. That is, the diffraction grating 8 is provided to a part of the reflective mirror 8 to start a laser oscillation inside the light storing ring using light rays of specified wavelength as a seed which are selected and directed in a predetermined direction through the diffraction grating 8. Here, the predetermined direction is a direction in which the light rays of specified wavelength travel touching the electron orbit 1, and the diffraction grating 8 is so provided as not to make the light rays travel in a direction aligned with the connecting direction of a light outlet 3. By this setup, a laser oscillation is made to start to remarkably increase projection light rays in intensity, and light rays with a specified wavelength lambda are amplified.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、シンクロトロン放射光発生装置を使用した光
蓄積リングに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a light storage ring using a synchrotron radiation light generating device.

[従来の技術] 従来、荷電粒子を所定の曲率を持つ軌道に沿って光速に
近い速度で運動させることにより、軌道の接線方向へシ
ンクロトロン放射光を発生し、軌道の外周を取巻くよう
に配置されてシンクロトロン放射光を反射する反射手段
と、前記反射手段内に蓄積されたシンクロトロン放射光
を出射光として取出すための光取出手段とを有する光蓄
積リングが既に提案されている。(特願昭62−228
543号明細書参照。) [発明が解決しようとする課題] しかしながら、従来の光蓄積リングでは、単にシンクロ
トロン放射光(SOR光)を光蓄積リング内に蓄積して
シンクロトロン放射光(SOR光)を有効に利用してい
るだけであって、蓄積された光を増幅又は発振はしない
。従って、光取出手段より採取した出射光が、第4図(
a)に示されるように、連続した波長を持っている。
[Prior art] Conventionally, synchrotron radiation is generated in the tangential direction of the orbit by moving charged particles at a speed close to the speed of light along a trajectory with a predetermined curvature, and the synchrotron radiation is arranged so as to surround the outer periphery of the orbit. A light storage ring has already been proposed, which includes a reflecting means for reflecting synchrotron radiation light and a light extraction means for extracting the synchrotron radiation light accumulated in the reflection means as emitted light. (Special application 1986-228
See specification No. 543. ) [Problems to be Solved by the Invention] However, in the conventional optical storage ring, it is not possible to effectively utilize the synchrotron radiation light (SOR light) by simply accumulating the synchrotron radiation light (SOR light) within the optical storage ring. It does not amplify or oscillate the accumulated light. Therefore, the emitted light collected from the light extraction means is shown in Fig. 4 (
As shown in a), it has continuous wavelengths.

従って、本発明の課題は、光蓄積リングに蓄積された光
を増幅し、レーザ発振を起こさせて出射光の強度を飛躍
的に増大させる手段を有する光蓄積リングを提供するこ
とにある。この手段により出射光はとりもなおさず、第
4図(b)に示されるように、特定の波長λ。とその高
調波を持つ光が増幅され単色化されることが期待される
Therefore, an object of the present invention is to provide an optical storage ring having means for amplifying the light accumulated in the optical storage ring and causing laser oscillation to dramatically increase the intensity of the emitted light. By this means, the emitted light is not changed to a specific wavelength λ, as shown in FIG. 4(b). It is expected that the light with its harmonics will be amplified and made monochromatic.

[課題を解決するための手段〕 本発明による光蓄積リングは、荷電粒子を所定の曲率を
持つ軌道に沿って光速に近い速度で運動させることによ
り、軌道の接線方向へシンクロトロン放射光を発生し、
軌道の外周を取巻くように配置されてシンクロトロン放
射光を反射する反射手段と、反射手段内に蓄積されたシ
ンクロトロン放射光を出射光として取出すための光取出
手段とを有する光蓄積リングにおいて、蓄積されたシン
クロトロン放射光と軌道を周回する荷電粒子を特殊な条
件で相互作用させることにより、特定の波長を持った光
を増幅し、レーザ発振を起こさせる発振手段を有する。
[Means for Solving the Problems] The optical storage ring according to the present invention generates synchrotron radiation in the tangential direction of the trajectory by moving charged particles at a speed close to the speed of light along a trajectory with a predetermined curvature. death,
A light storage ring having a reflecting means disposed around the outer circumference of an orbit to reflect synchrotron radiation, and a light extraction means for extracting the synchrotron radiation accumulated in the reflecting means as emitted light, It has an oscillation means that amplifies light with a specific wavelength and causes laser oscillation by interacting the accumulated synchrotron radiation light with orbiting charged particles under special conditions.

発振手段の構成要素は蓄積されたシンクロトロン放射光
の特定の波長を選択的に反射する選択手段であってもよ
い。
A component of the oscillating means may be a selection means for selectively reflecting particular wavelengths of the accumulated synchrotron radiation.

この選択手段としては、例えば反射手段の一部または全
部が、回折格子で出来ているものが考えられる。
As this selection means, for example, one in which part or all of the reflection means is made of a diffraction grating can be considered.

また、発振手段の構成要素として反射手段内にレーザ光
を投入する手段で構成することもできる。
Alternatively, the oscillation means may be configured with means for injecting a laser beam into the reflection means as a component of the oscillation means.

[実施例1] 第1図を参照して、本発明が適用される光蓄積リングは
、シンクロトロン放射光発生装置、その外周を取巻く反
射鏡2、及び先取出口3を有する。
[Example 1] Referring to FIG. 1, a light storage ring to which the present invention is applied has a synchrotron radiation light generating device, a reflecting mirror 2 surrounding the outer periphery of the synchrotron radiation generating device, and a pre-extraction port 3.

電子のビーム軌道(電子軌道)1及び反射鏡2は、その
曲率中心が等しくなるように構成されている。
The electron beam trajectory (electron trajectory) 1 and the reflecting mirror 2 are configured so that their centers of curvature are equal.

本発明の第1の実施例では、光蓄積リング内に蓄積され
たシンクロトロン放射光と電子ビームを利用してレーザ
発振させる為に反射鏡2の曲率半径と電子軌道1の曲率
半径とを後述するある特定の値に設定して、且つ、レー
ザ発振を起こさせる為に、回折格子8を反射鏡2の一部
に配置する。
In the first embodiment of the present invention, the radius of curvature of the reflecting mirror 2 and the radius of curvature of the electron trajectory 1 will be described later in order to perform laser oscillation using synchrotron radiation and electron beams accumulated in the optical storage ring. A diffraction grating 8 is disposed on a part of the reflecting mirror 2 in order to set it to a certain specific value and cause laser oscillation.

反射鏡2の曲率半径は、次のように計算される。The radius of curvature of the reflecting mirror 2 is calculated as follows.

電子軌道1から接線方向に放出された放射光は、電子軌
道1と同心円の反射鏡2により反射され、再び電子軌道
1に接する。光蓄積リングでは、電子はパルス状に郡集
(バンチ)化して電子軌道1上を周回している。従って
、反射光が電子と再会して電子からの光の誘導放射を行
わせるには、電子軌道1の曲率半径と反射鏡2の曲率半
径との間には特別な関係が必要である。
The synchrotron radiation emitted in the tangential direction from the electron orbit 1 is reflected by a reflecting mirror 2 concentric with the electron orbit 1 and comes into contact with the electron orbit 1 again. In the optical storage ring, electrons are grouped into pulsed bunches and circulate on an electron orbit 1. Therefore, a special relationship is required between the radius of curvature of the electron trajectory 1 and the radius of curvature of the reflecting mirror 2 in order for the reflected light to reunite with the electrons and cause the electrons to undergo stimulated emission of light.

ところで、電子のスピードと光のスピードとは、はぼ等
しいので、光を放出した第1のバンチ6がその光と再会
することは殆ど不可能である。しかし、その第1のバン
チ6とは別の第2のバンチ7が電子軌道1上を周回して
、その光と再会することは可能である。
By the way, since the speed of electrons and the speed of light are approximately equal, it is almost impossible for the first bunch 6 that has emitted light to be reunited with that light. However, it is possible for a second bunch 7 different from the first bunch 6 to orbit on the electron orbit 1 and reunite with the light.

SOR光が発生した電子軌道1上の発生点Aから、その
SOR光が反射鏡2の反射点Bで反射して、電子軌道1
と接する到達点CまでにSOR光が進む距離を2dとす
る。電子軌道1の曲率中心0と反射点Bとを結ぶ直線O
Bと、曲率中心Oと発生点Aとを結ぶ直線OAとの夾角
、及び直線OBと曲率中心Oと到達点Cとを結ぶ直線O
Cとの夾角を図示の如く、θとする。そして、第1のバ
ンチ6から発生されたSOR光が反射鏡2で反射して第
2のバンチ7と再会する条件を求める。
From the generation point A on the electron trajectory 1 where the SOR light is generated, the SOR light is reflected at the reflection point B of the reflecting mirror 2, and the SOR light is reflected from the generation point A on the electron trajectory 1.
The distance that the SOR light travels to the arrival point C where it contacts is assumed to be 2d. A straight line O connecting the center of curvature 0 of the electron trajectory 1 and the reflection point B
The included angle between B and the straight line OA that connects the center of curvature O and the point of occurrence A, and the straight line O that connects the straight line OB, the center of curvature O, and the arrival point C
Let the included angle with C be θ as shown in the figure. Then, conditions are determined for the SOR light generated from the first bunch 6 to be reflected by the reflecting mirror 2 and reunited with the second bunch 7.

第1のバンチ6から発生点Aで発生されたSOR光が反
射鏡2の反射点Bで反射し、この反射光は、電子軌道1
と到達点Cで接する。このとき、第2のバンチ7もこの
到達点Cにあれば良い。即ち、この間に、SOR光はそ
の速度をCとして、2dの距離進み、第2のパンチ7は
その速度をVとして、2rθ+nπrだけ進む。 2d
−2rtanθであるので、光蓄積リングを発振させる
条件は、先ず光と電子が正確な周期で再会することであ
る。それは次のような式で表される。
The SOR light generated from the first bunch 6 at the generation point A is reflected at the reflection point B of the reflecting mirror 2, and this reflected light is transmitted to the electron trajectory 1.
It touches at reaching point C. At this time, it is sufficient that the second bunch 7 is also at this arrival point C. That is, during this time, the SOR light travels a distance of 2d with its speed being C, and the second punch 7 travels by 2rθ+nπr with its speed being V. 2d
-2rtan θ, so the condition for making the optical storage ring oscillate is that light and electrons first meet again at a precise period. It is expressed by the following formula.

(2rθ+nyrr)バー(2r tanθ)/c−0
・・・(1) ここでは電子軌道1は真円と仮定している。そして、2
つのパンチ(第1のパンチ6及び第2のパンチ7)で運
転しているものとする。n(≧1)ハ整数でn個後方の
パンチであることを意味する。
(2rθ+nyrr) bar (2r tanθ)/c-0
...(1) Here, it is assumed that the electron orbit 1 is a perfect circle. And 2
It is assumed that the machine is operating with two punches (first punch 6 and second punch 7). n (≧1) is an integer and means that the punch is n backwards.

尚、反射鏡2の半径Rとパンチの軌道1の半径「との間
には、次のような関係がある。
Incidentally, there is the following relationship between the radius R of the reflecting mirror 2 and the radius of the trajectory 1 of the punch.

R# r / c o sθ        −(2)
このようにSOR光がパンチと再会するように運転する
と、非常に強力な短いパルス幅をもつレーザ光を発生さ
せることが期待される。もっと、詳細にのべると、一般
に、SOR光等の光と電子が相互作用すると、光が電子
に吸収されたり、あるいは電子からの光の放出を誘導し
、光は増幅されることが知られている。光が電子に吸収
されるか、増幅されるかは、電子と光の位相に対する相
対的位置関係による。
R#r/cosθ−(2)
When operated in such a way that the SOR light is reunited with the punch, it is expected that a very powerful laser beam with a short pulse width will be generated. To go into more detail, it is generally known that when light such as SOR light interacts with electrons, the light is absorbed by the electrons, or the electrons induce the emission of light, and the light is amplified. There is. Whether light is absorbed by electrons or amplified depends on the relative positional relationship with respect to the phase of the electrons and light.

しかし、上述した光とパンチとの再会条件はレーザ発振
を起こさせるための必要条件であるが、これだけではレ
ーザ発振は起こらない。光蓄積リング内でレーザ発振が
起こるとき、周回中のパンチには発振している光の波長
に対応した電子密度の粗密が形成されなければならない
。そして逆に成長したレーザ光により電子密度の粗密が
形成され、そして継続しなければレーザ発振は起こらな
い。ところが、電子密度の粗密は特定の波長に対して形
成されるものであり、色々な波長の光がパンチと相互作
用したのでは特定の電子密度の粗密は形成されない。つ
まり、上述の(1)式からはこの光の波長は特定されな
い。どのような波長でも(1)式を満足することになる
。そしてさらには、パンチと発振光との間の位相関係が
いつでも一定でなければ、電子の粗密を維持することは
出来ない。 電子と光が再会して特定の波長の光が加速
又は減速位相を維持するためには、この粗密の位相と光
の位相が毎回一致することが必要である。
However, although the above-mentioned conditions for the reunion of the light and the punch are necessary conditions for causing laser oscillation, laser oscillation does not occur if these conditions alone do not cause laser oscillation. When laser oscillation occurs within the optical storage ring, the rotating punch must have a density of electrons that corresponds to the wavelength of the oscillating light. Conversely, the grown laser light creates a density of electrons, and unless this continues, laser oscillation will not occur. However, the density of electrons is formed with respect to a specific wavelength, and if light of various wavelengths interacts with the punch, a specific density of electron density will not be formed. In other words, the wavelength of this light is not specified from the above equation (1). Equation (1) is satisfied at any wavelength. Furthermore, unless the phase relationship between the punch and the oscillation light is constant at all times, the density of electrons cannot be maintained. In order for electrons and light to reunite and for light of a specific wavelength to maintain an acceleration or deceleration phase, it is necessary that the phase of this density and the phase of the light match each time.

次に第3図を参照しながら説明する。Next, a description will be given with reference to FIG.

第3図は光の経路を2軸にとった時に光から見て電子が
どのように接近するかを示した図である。
FIG. 3 is a diagram showing how electrons approach from the perspective of light when the path of light is taken along two axes.

自然放射光(SOR光)は第3図の電子の半径「の軌道
1のトップから出て次にそのトップで電子と再会する。
Spontaneous synchrotron radiation (SOR light) comes out from the top of orbit 1 of the electron's radius in Figure 3, and then reunites with the electron at the top.

しかし、その接点で光と電子とが相互作用するときには
、光の作る電場は電子に対して直角であるために光の作
る電場により電子はその進行方向には作用を受けない。
However, when light and electrons interact at the contact point, the electric field created by the light is perpendicular to the electrons, so the electrons are not affected in the direction of their movement by the electric field created by the light.

従って、この場合には電子は減速も加速も受けないこと
になる。
Therefore, in this case, the electrons are neither decelerated nor accelerated.

ところが、電子と光が角度をもって再会するときには、
光の作る電場は電子の進行方向の成分を持つ為に電子は
減速又は加速を受ける。電子から光の誘導放出が起こる
のは、とりもなおさず電子が減速を受ける時である。従
って、光の誘導放出が繰返し起こり、レーザ発振が起き
る条件は、光が第3図の内側の軌道z1を通って電子と
相互作用する時である。即ち、レーザ発振している状態
では、光は電子の半径rの軌道1の少し内側の経路を通
っている。
However, when electrons and light meet again at an angle,
The electric field created by light has a component in the direction in which the electrons travel, so the electrons are decelerated or accelerated. Stimulated emission of light from electrons occurs when the electrons are decelerated. Therefore, the condition under which stimulated emission of light occurs repeatedly and laser oscillation occurs is when light interacts with electrons through the inner orbit z1 in FIG. 3. That is, in the state of laser oscillation, the light passes through a path slightly inside the orbit 1 of the electron radius r.

ところで、もし第3図の第1象限で光と電子とが減速位
相にあって、そのまま同じ位相で第2象限に入ったとす
ると、第2象限では電子の進行方向の2軸方向と直交す
るX成分の方向が逆転するために加速位相に変わる。即
ち、象限が変化する間、もっと厳密にいえば、第1象限
で光と電子とが交差した点から第2象限で光と電子とが
交差する点までに、光の位相と電子の粗密の位相とが半
波長ずれるならば減速位相が続くことになる。減速位相
が続くことがレーザ発振が起きる条件である。
By the way, if light and electrons are in a deceleration phase in the first quadrant of Figure 3 and enter the second quadrant with the same phase, then in the second quadrant there is an Since the direction of the component is reversed, it changes to an acceleration phase. In other words, while the quadrants change, more precisely, from the point where light and electrons intersect in the first quadrant to the point where light and electrons intersect in the second quadrant, the phase of light and the density of electrons change. If the phase is shifted by half a wavelength, the deceleration phase will continue. Continuation of the deceleration phase is a condition for laser oscillation to occur.

しかしながら、実際には、第1象限から第2象限に進む
間に光の位相と電子の粗密の位相とが半波長ずれる様な
条件を満足する波長をもった光はいくつも存在する。と
りわけ、2′軸軌道は任意に引くことができるので、そ
の意味においても光の波長は決定されない。そのような
わけで、発振が起こっている状態では、光は電子の半径
rの軌道1の内側に行くほど波長が長いことになってい
る。
However, in reality, there are many types of light that have wavelengths that satisfy the condition that the phase of the light and the phase of the density of electrons are shifted by half a wavelength while traveling from the first quadrant to the second quadrant. In particular, since the 2'-axis trajectory can be drawn arbitrarily, the wavelength of the light is not determined in that sense either. Therefore, in a state where oscillation is occurring, the wavelength of light becomes longer as it travels inside orbit 1 with radius r of the electron.

レーザ発振を起こさせるためには、特定の波長を選択し
て、前述したようにパンチに粗密を形成する必要がある
。従って、レーザ発振が起こったとき、次式を満足する
必要がある。
In order to cause laser oscillation, it is necessary to select a specific wavelength and form the punches with density as described above. Therefore, when laser oscillation occurs, the following equation must be satisfied.

L X (c  v * ) / c−λ/2    
(3)ここで、Lは光が半径rのパンチの円周軌道の内
部を通過する経路の長さの半分、■、は電子の2軸方向
の平均速度である。
L X (c v *) / c-λ/2
(3) Here, L is half the length of the path through which the light passes inside the circumferential orbit of the punch with radius r, and ■ is the average velocity of the electrons in the two-axis directions.

しかしながら、レーザ発振している時には特定の波長に
なっていなければならないが、(3)式のしは2″軸軌
道を変えることにより色々な値をとりうるので、この式
からは発振波長は一意的には決定されない。通常、アン
ジュレータを用いた6由電子レーザでは、交互に極性の
変わる磁場の周期によって発振波長は一意的に決定され
るが、光蓄積リングによる発振では、極性の異なる磁場
を使用しないために、光の波長は決定されない。
However, when the laser is oscillating, it must be at a specific wavelength, but equation (3) can take various values by changing the 2" axis orbit, so from this equation, the oscillation wavelength is unique. Normally, in a six-electron laser using an undulator, the oscillation wavelength is uniquely determined by the period of the magnetic field that changes polarity alternately, but in oscillation by an optical storage ring, the oscillation wavelength is uniquely determined by the period of the magnetic field that changes polarity alternately. Since it is not used, the wavelength of the light is not determined.

先に述べたように、光蓄積リングを用いてレーザ発振を
起こさせるためにはなるべくスペクトラムの幅の狭い光
を選択する機構が必要である。このための一つの方法と
して、第1の実施例では上述したように、回折格子8を
反射鏡2の一部に配置した。回折格子8は、特定の波長
のみを選択的に予め定められた方向へ反射することが知
られている。この回折格子8で選択された特定の波長の
光を種にして光蓄積リング内でレーザ発振を起こさせる
ことができる。尚、この予め定められた方向は、電子軌
道1と接する方向、詳細には、電子軌道1より少し内側
の軌道と接する方向であるのは言うまでもない。また、
この予め定められた方向が、上記先取出口3方向の接線
方向と一致しないように回折格子8は配置される。なぜ
なら、このように、配置すると、回折格子8で選択され
た特定の波長の光が光蓄積リング内で増幅されないから
である。このように、回折格子8は、特定の波長を選択
し、且つ位相を揃える役割を果たしている。
As mentioned above, in order to cause laser oscillation using a light storage ring, a mechanism is required to select light with as narrow a spectrum width as possible. As one method for this purpose, in the first embodiment, the diffraction grating 8 is disposed on a part of the reflecting mirror 2, as described above. It is known that the diffraction grating 8 selectively reflects only specific wavelengths in a predetermined direction. Laser oscillation can be caused within the optical storage ring using the light of a specific wavelength selected by the diffraction grating 8 as a seed. It goes without saying that this predetermined direction is a direction in contact with the electron orbit 1, specifically, a direction in contact with an orbit slightly inside the electron orbit 1. Also,
The diffraction grating 8 is arranged so that this predetermined direction does not coincide with the tangential direction of the pre-extraction port 3 direction. This is because, when arranged in this manner, light of a specific wavelength selected by the diffraction grating 8 is not amplified within the optical storage ring. In this way, the diffraction grating 8 plays the role of selecting a specific wavelength and aligning the phases.

尚、反射鏡2の全部を回折格子8に置換えてもよい。Incidentally, the entire reflecting mirror 2 may be replaced with the diffraction grating 8.

[実施例2] 第2図は本発明の第2の実施例による光蓄積リングの原
理を説明するための概略平面図である。
[Embodiment 2] FIG. 2 is a schematic plan view for explaining the principle of a light storage ring according to a second embodiment of the present invention.

第2の実施例では、上述した第1の実施例のように反射
wIL2の一部に回折格子8を配置しないで、レーザ装
置5から特定の波長を持ったレーザ光を投入するための
レーザ投入口4を反射鏡2に設けて、電子軌道1(もっ
と正確には、電子軌道1よりも少し内側の軌道)の接線
方向に沿ってレーザ光を投入するが、それ以外は第1の
実施例と同様である。この投入されたレーザ光を核にし
て光蓄積リング内でレーザ発振を起こさせることができ
る。これにより、出射光の特定の波長を選択し、且つ位
相を揃える役割をすることができる。
In the second embodiment, unlike the first embodiment described above, the diffraction grating 8 is not disposed in a part of the reflection wIL2, and the laser input is performed to input a laser beam having a specific wavelength from the laser device 5. The opening 4 is provided on the reflecting mirror 2, and the laser beam is applied along the tangential direction of the electron trajectory 1 (more precisely, the trajectory slightly inside the electron trajectory 1), but other than that, this is the same as the first embodiment. It is similar to Laser oscillation can be caused within the light storage ring using this injected laser light as a nucleus. Thereby, it is possible to select a specific wavelength of the emitted light and to align the phases.

光蓄積リングを以上のように構成し、第1図及び第2図
に示されるように反射手段の一部又は全部を回折格子に
置換えるか、若しくは、反射手段内にレーザ光を投入す
ることにより、特定の波長の光を選択するならば、その
波長に対応した粗密がパンチに構成され、パンチの粗密
の位相と光の位)目とは第3図の電子軌道1のトップを
越える時に半波長ずれる様に構成されているので、減速
位相が継続し光の増幅が起こることになる。即ち、レー
ザ発振させられることがわかる。そして、さらには、こ
の様な条件は光蓄積リング上どこでも成立することであ
る。第1図及び第2図のように、電子軌道1上の2点a
、bより出た光は異なる時刻に出て同一時間を経過して
、異なる時刻に同一のパンチと再会する。点a′で再会
した後、 点b″で他の光が再会するまでに時間経過が
あり、点b″では光と電子とは再び同じ位相条件になる
ことができる。こうして、反射手段の一部又は全部を口
折格子に置換えるか、若しくは、反射手段にレーザ光を
投入すると、光蓄積リング内に蓄積されたSOR光は全
てコヒーレントなレーザ光に変換されると考えられる。
Configure the optical storage ring as described above, and replace part or all of the reflecting means with a diffraction grating as shown in FIGS. 1 and 2, or inject a laser beam into the reflecting means. Therefore, if light of a specific wavelength is selected, the density corresponding to that wavelength is formed into a punch, and the phase of the density of the punch and the position of the light are as follows: Since they are configured to shift by half a wavelength, the deceleration phase continues and light amplification occurs. That is, it can be seen that laser oscillation can be performed. Furthermore, such a condition holds true everywhere on the optical storage ring. As shown in Figures 1 and 2, two points a on the electron orbit 1
, b emerge at different times, pass the same time, and meet the same punch again at different times. After they meet again at point a', there is a lapse of time until they meet again at point b'', and at point b'' the light and electrons can again be in the same phase condition. In this way, if part or all of the reflecting means is replaced with an aperture grating, or if laser light is applied to the reflecting means, all the SOR light accumulated in the optical storage ring will be converted into coherent laser light. Conceivable.

そして、このレーザ光は、先取出口3より連続的に放出
されることになる。
This laser light is then continuously emitted from the pre-extraction port 3.

[発明の効果コ 以上の説明で明らかなように、本発明によれば、荷電粒
子の所定の曲率をもつ軌道の外周を取巻くように配置さ
れているSOR光反射手段の一部又は全部を回折格子に
置換えるか、若しくは、反射手段にレーザ光を投入する
為のレーザ投入口を設けてレーザ光投入口からレーザ光
を投入することにより、光蓄積リング内でレーザ発振を
起こさせることができるという効果がある。従って、光
蓄積リングからの出射光の内、特定の波長を持った光が
増大し単色になるという効果がある。
[Effects of the Invention] As is clear from the above description, according to the present invention, part or all of the SOR light reflecting means arranged to surround the outer periphery of the orbit having a predetermined curvature of a charged particle is diffracted. Laser oscillation can be caused within the optical storage ring by replacing it with a grating, or by providing a laser input port for inputting the laser beam into the reflecting means and inputting the laser beam from the laser beam input port. There is an effect. Therefore, among the light emitted from the light storage ring, light having a specific wavelength increases and becomes monochromatic.

の波長と強度との関係を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the relationship between wavelength and intensity.

1・・・電子ビームの円周軌道、2・・・反射鏡、3・
・・光取出口、4・・・レーザ投入口、5・・・レーザ
装置、6・・・第1のパンチ、7・・・第2のパンチ、
8・・・回折格子。
1... Circumferential orbit of the electron beam, 2... Reflector, 3...
...Light extraction port, 4...Laser input port, 5...Laser device, 6...First punch, 7...Second punch,
8... Diffraction grating.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1の実施例による光蓄積リングの原
理を説明するための概略平面図、第2図は本発明の第2
の実施例による光蓄積リングの原理を説明するための概
略平面図、第3図は本発明の光蓄積リングが発振すると
きの条件を説明するための図、第4図は従来及び本発明
による出射光第3図 第4図 出射光の3長 工吋先の及長 手続補正書輸発) 平成7年242日
1 is a schematic plan view for explaining the principle of a light storage ring according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic plan view for explaining the principle of a light storage ring according to a first embodiment of the invention.
FIG. 3 is a schematic plan view for explaining the principle of a light storage ring according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a diagram for explaining the conditions under which the light storage ring of the present invention oscillates, and FIG. Outgoing light Figure 3 Figure 4 Outgoing light 3 lengths of length 3 inches ahead of the extension procedure amendment export) 242nd, 1995

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)荷電粒子を所定の曲率を持つ軌道に沿って光速に
近い速度で運動させることにより、前記軌道の接線方向
へシンクロトロン放射光を発生し、前記軌道の外周を取
巻くように配置されて前記シンクロトロン放射光を反射
する反射手段と、前記反射手段内に蓄積されたシンクロ
トロン放射光を出射光として取出すための光取出手段と
を有する光蓄積リングにおいて、蓄積されたシンクロト
ロン放射光と前記軌道を周回する荷電粒子を相互作用さ
せることにより、特定の波長を持った光を増幅させてレ
ーザ発振を起こさせる発振手段を有することを特徴とす
る光蓄積リング。
(1) By moving a charged particle at a speed close to the speed of light along a trajectory with a predetermined curvature, synchrotron radiation is generated in the tangential direction of the trajectory, and synchrotron radiation is arranged so as to surround the outer periphery of the trajectory. In a light storage ring having a reflection means for reflecting the synchrotron radiation light and a light extraction means for taking out the synchrotron radiation light accumulated in the reflection means as output light, the accumulated synchrotron radiation light and A light storage ring characterized in that it has an oscillation means that amplifies light having a specific wavelength and causes laser oscillation by causing charged particles orbiting in the orbit to interact with each other.
(2)前記発振手段の構成要素が前記蓄積されたシンク
ロトロン放射光の特定の波長を選択的に反射する選択手
段である請求項1記載の光蓄積リング。
(2) The optical storage ring according to claim 1, wherein a component of the oscillation means is selection means for selectively reflecting a specific wavelength of the accumulated synchrotron radiation light.
(3)前記選択手段として前記反射手段の一部または全
部が、回折格子で出来ている請求項2記載の光蓄積リン
グ。
(3) The light storage ring according to claim 2, wherein part or all of the reflection means as the selection means is made of a diffraction grating.
(4)前記発振手段の構成要素が前記反射手段内にレー
ザ光を投入する手段である請求項1記載の光蓄積リング
(4) The optical storage ring according to claim 1, wherein a component of the oscillation means is means for injecting laser light into the reflection means.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112909725A (en) * 2021-01-13 2021-06-04 华中科技大学 Star-reflection-based blue light semiconductor laser wavelength beam combining device and method

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